Tecnologias Informáticas-11º M. L. Silva Pinto/Paulo Malheiro Dias Topologias de redes As várias formas de interligar os computadores

Tecnologias Informáticas-11ºM. L. Silva Pinto/Paulo Malheiro Dias

Topologias de redes

As várias formas de interligar os computadores


O que são as topologias?

Há diversas formas de interligar aparelhos numa rede. A essas formas dá-se o nome genérico de topologias. A escolha das topologias é muito importante, porque determina o tipo de equipamento a usar, incluindo cabos.


Topologias físicas e lógicas

As topologias podem ser físicas e lógicas e a distinção é esta:

as topologias físicas definem como são interligados, fisicamente, os componentes da rede.

as topologias lógicas definem a forma como os dados circulam na rede.


Estrutura dos conteúdosBus ou barramento (1/3)

Bus ou barramento 2/3Bus ou barramento 3/3

Star ou estrela (1/3)Star ou estrela 2/3Star ou estrela 3/3

Ring ou anel (1/3)Ring ou anel 2/3

Ring ou anel 3/3

Mesh ou malhaMesh ou malha 2/3

Mesh ou malha 3/3

Barramento lógico (1/3)

Barramento lógico 2/3

Barramento lógico 3/3

Anel lógico (1/3)Anel lógico 2/3

Anel lógico 3/3

Estrela lógica (1/2)Estrela lógica 2/2


Topologias físicas

As que são visíveis.


Bus ou barramento (1/3)

Todos os computadores estão ligados a um cabo comum (backbone) que tem as duas extremidades separadas. Backbone significa “espinha dorsal” e é esse, de facto, o aspeto do cabo principal nesta topologia.

Topologias físicas


Vantagens São relativamente simples de montar, pelo que foi esta a

solução que imperou durante vários anos a nível de redes locais. Actualmente, em redes locais, não é uma solução usada.

São pouco exigentes em termos do tipo de equipamento e comprimento de cabos, sendo por isso relativamente baratas.

Bus ou barramento 2/3Topologias físicas


Desvantagens Uma avaria no cabo backbone, ao qual se ligam os outros computadores,

invalida o funcionamento da rede; Pouca possibilidade de expansão, já que se o cabo backbone não for

suficiente para receber mais postos, é necessário substituí-lo por outro; A remoção ou adição de um dispositivo à rede deve ser feita com todos os

computadores desligados; Pode ser difícil detetar a origem de uma falha na rede. Os computadores ligados a um segmento de rede deste tipo numa rede

local definem um domínio de colisão, o que pode tornar o tráfego lento.

Bus ou barramento 3/3Topologias físicas


Star ou estrela (1/3)Todos os computadores ligados a um dispositivo concentrador, como um hub ou um switch. É a topologia mais usada actualmente em redes locais, porque as suas vantagens cobrem largamente as desvantagens.

Topologias físicas


Vantagens

Muito fácil de montar e configurar. Não é necessário parar o funcionamento da rede para

inserir ou remover dispositivos. É fácil detetar os dispositivos avariados.

Star ou estrela 2/3Topologias físicas


Desvantagens

Requer mais cabo do que a topologia em bus. A avaria do concentrador implica a falha da rede. Devido ao custo do concentrador, é mais cara do que a

topologia em bus.

Star ou estrela 3/3Topologias físicas


Ring ou anel (1/3)

Como o próprio nome indica, existe um backbone em forma de anel fechado ao qual se ligam os computadores e outros dispositivos. Existem várias formas de implementar esta topologia, pelo que a lista de vantagens e desvantagens seguinte pode variar conforme a implementação. No entanto, atualmente, caiu em desuso e apenas se vê ainda nalgumas redes de alta velocidade com fibra ótica e muitas com duplo anel, em que o segundo anel entra em funcionamento se o primeiro falhar.

Topologias físicas


Vantagens

Todas as estações têm igual oportunidade de acesso à rede.

Organizada, já que os pacotes circulam sempre no mesmo sentido, e são passados de uma para a outra.

O crescimento da rede não afecta grandemente a sua performance.

Ring ou anel 2/3Topologias físicas


Desvantagens

Complexa e cara. Falha num computador pode implicar a falha da

rede.

Ring ou anel 3/3Topologias físicas


Mesh ou malha (1/3)

A topologia física em malha ou mesh é típica das WAN, já que não tem forma definida. Existem normalmente várias ligações possíveis entre postos.

Topologias físicas


Vantagens

Garante um melhor funcionamento, ao ter grande tolerância a falhas por oferecer vários caminhos possíveis.

Mesh ou malha 2/3Topologias físicas


Desvantagens

Complexa. Cara. Difícil de manter e administrar.

Mesh ou malha 3/3Topologias físicas


MisturaVariantes dos modelos básicos

Existem variantes destas topologias, como seja a topologia híbrida – combinação de duas quaisquer das anteriores, como a bus e a estrela – em árvore – uma série de estrelas com uma raiz comum e a estrela estendida – uma série de estrelas interligadas.

Topologias físicas


Uma árvore

Topologias físicas


Topologias lógicas

Nem tudo o que parece é...


Topologias lógicas Enquanto que as topologias físicas descrevem as

ligações entre os componentes, as topologias lógicas vão mais longe e mostram o caminho que os dados tomam na rede e em que sentido circulam.

Existem três tipos de topologias lógicas: barramento lógico, estrela lógica e anel lógico.

Topologias lógicas



No barramento ou bus lógico, os pacotes (ou frames) de dados são transmitidos por difusão, ou seja, em simultâneo para todos os pontos da rede. Cabe depois a cada recetor – como placas de rede, por exemplo – ler os pacotes e verificar se lhe são ou não destinados. Se não for, recusam-nos; se for, aceitam-nos. Aqui, o meio de transmissão é partilhado, logo apenas uma estação pode transmitir de cada vez; ou então, como já viu, pode haver colisões.

Topologias lógicas


Barramento lógico (2/3)Topologia física em bus e lógica em bus

Barramento lógico 2/3Topologias lógicas



Topologia física em estrela e lógica em bus, como consequência de se estar a usar hubs.

Barramento lógico 3/3Topologias lógicas


Anel lógico (1/3) As frames são transmitidas ao longo de uma anel físico,

sempre na mesma direção e sentido, de posto em posto, até terem cumprido uma volta inteira ao anel. Cada posto que recebe uma frame do posto anterior coloca-lhe o endereço do posto seguinte e fá-la seguir pelo anel; o posto a quem a frame era destinada recebe-a, lê-a e preenche um “recibo” em como a recebeu, enquanto que os outros apenas a reencaminham.

Topologias lógicas


Anel lógico (2/3)

Cada frame faz este caminho até percorrer uma volta completa e chegar ao posto que a enviou. Este lê o recibo que confirma a recepção e retira a frame do anel.

Anel lógico 2/3Topologias lógicas


Anel lógico (3/3)

Anel lógico num anel físico.

Anel lógico 3/3Topologias lógicas


Estrela lógica (1/2)

Na estrela lógica, o uso de switches permite que a transmissão de frames possa ser feita para uma parte específica da rede, onde se encontra o seu destinatário.

Topologias lógicas


Estrela lógica (2/2)

Estrela lógica 2/2Topologias lógicas


Exemplos de aplicação a LANs, MANs e WANs

A topologia em malha é típica das redes de maior dimensão, como MAN e WAN que, na grande maioria dos casos, assentam na rede telefónica que já tem essa topologia.

Nas redes locais, as topologias mais comuns são a estrela e a árvore. São muito comuns as soluções em que em várias salas há sub-redes com topologia em estrela interligadas numa estrutura em árvore cuja raiz é um switch ao qual poderá estar ligado um servidor da rede.


Exemplos de aplicação a LANs, MANs e WANs

router

concentrador

Nalgumas redes locais, usa-se a topologia em anel para criar um anel duplo de alta velocidade a ligar computadores, routers e segmentos da rede. Nestes últimos, a velocidade já pode ser menor.

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